ЗадачаФизикаГод: 2025ЯГТУ: Ярославский государственный технический университет
👁 10💼 0

Готовая задача: механика, импульс и колебания

Загружена: 15.04.2026 14:55

Сборник решённых задач по классической механике и колебаниям. Разобраны движение по компонентам, законы сохранения, вращение, орбитальная скорость спутника и сложение гармонических колебаний.

Содержание

108. Материальная точка движется в плоскости $xy$ согласно уравнениям $x = A_1 + B_1 t + C_1 t^2$ и $y = A_2 + B_2 t + C_2 t^2$, где $B_1 = 7$ м/с, $C_1 = -2$ м/с², $B_2 = -1$ м/с, $C_2 = 0{,}2$ м/с². Найти модули скорости и ускорения точки в момент времени $t = 5$ с.
118.Две одинаковые лодки массами $m = 200$ кг каждая (вместе с человеком и грузами, находящимися в лодках) движутся параллельными курсами навстречу друг другу с одинаковыми скоростями $v = 1$ м/с. Когда лодки поравнялись, то с первой лодки на вторую и со второй на первую одновременно перебрасывают грузы массами $m_1 = 200$ кг. Определить скорости $u_1$ и $u_2$ лодок после перебрасывания грузов.

128.Шар массой $m_1 = 5$ кг движется со скоростью $v_1 = 1$ м/с и сталкивается с покоящимся шаром массой $m_2 = 2$ кг. Определить скорости $u_1$ и $u_2$ шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.

138.Налетев на пружинный буфер, вагон массой $m = 16$ т, двигавшийся со скоростью $v = 0{,}6$ м/с, остановился, сжав пружину на $\Delta l = 8$ см. Найти общую жесткость $k$ пружины буфера.

148. Блок, имеющий форму диска массой $m = 0{,}4$ кг, вращается под действием силы натяжения нити, к концам которой подвешены грузы массами $m_1 = 0{,}3$ кг и $m_2 = 0{,}7$ кг. Определить силы натяжения $T_1$ и $T_2$ нити по обе стороны блока.

158.На краю неподвижной скамьи Жуковского диаметром $D=0{,}8$ м и массой $m_1=6$ кг стоит человек массой $m_2=60$ кг. С какой угловой скоростью $\omega$ начнет вращаться скамья, если человек поймает летящий на него мяч массой $m=0{,}5$ кг? Траектория мяча горизонтальна и проходит на расстоянии $r=0{,}4$ м от оси скамьи. Скорость мяча $v=5$ м/с.

168.Определить линейную и угловую скорости спутника Земли, обращающегося по круговой орбите на высоте $h=1000$ км. Ускорение свободного падения $g$ у поверхности Земли и ее радиус $R$ считать известными.

178.Складываются два колебания одинакового направления и одинакового периода: $x_1=A_1 \sin \omega_1 t$ и $x_2=A_2 \sin \omega_2(t + \tau)$, где $A_1 = A_2 = 3$ см, $\omega_1 = \omega_2 = \pi \text{с}^{-1}$, $\tau=0{,}5$ с. Определить амплитуду $A$ и начальную фазу $\varphi_0$ результирующего колебания. Написать его уравнение. Построить векторную диаграмму для момента времени $t=0$.

Подробное описание

📘 О чем эта работа

Сборник решённых задач по классической механике и колебаниям: движение в декартовых координатах, сохранение импульса, абсолютно упругий удар, вращение системы с блоком, момент импульса и сложение гармонических колебаний. В центре — вычисление скоростей, ускорений, натяжений, жёсткости пружины, угловой скорости и амплитуды результирующего движения.

📚 Что внутри

В работе последовательно разобраны несколько типовых физических сюжетов:

  • нахождение модуля скорости и ускорения по компонентам при заданных функциях x(t), y(t) и времени t = 5 с;
  • задача о ловле груза лодками с использованием закона сохранения импульса;
  • абсолютно упругий прямой удар двух тел с вычислением конечных скоростей;
  • определение жёсткости пружины по остановке вагона и полной передаче кинетической энергии в энергию деформации;
  • расчёт натяжений нитей и ускорения в системе с двумя грузами и массивным диском, а также пояснение замечаний к решению;
  • задача о мяче, человеке и скамье на основе сохранения момента импульса;
  • расчёт линейной и угловой скорости спутника на круговой орбите на высоте 1000 км;
  • сложение двух гармонических колебаний с одинаковой частотой, определение амплитуды, начальной фазы и уравнения результирующего движения.

Отдельно приведены пояснения по направлениям векторов, смыслу знаков в уравнениях и использованию закона Ньютона для поступательного и вращательного движения.

📊 Для кого подходит

Материал полезен студентам 1–2 курса технических и естественно-научных направлений, где изучается физика, теоретическая механика и основы динамики. Подойдёт для подготовки к практическим, контрольным, коллоквиумам и экзамену по разделам механики и колебаний.

✨ Особенности

В подборке есть не только ответы, но и развернутые промежуточные выкладки: вывод формул через производные, уравнения движения, закон сохранения импульса, момент сил и связь линейного и углового ускорения. Это удобно, если нужно быстро восстановить ход решения и оформить работу по образцу преподавателя.

❓ Частые вопросы

Подойдет ли для моего ВУЗа?
Да, задачи оформлены в классическом учебном стиле и легко адаптируются под требования кафедры.

Можно использовать как основу для своего варианта?
Да, можно заменить исходные числа и получить собственное решение по аналогии.